新能源并網對電能質量的影響

杜德貴

摘要：隨著各領域的進步，對能源的需求也越來越大。隨著化石能源的減少和人們環保意識的提高，中國開始關注新能源的發展。目前廣泛使用的新能源有風能、太陽能、地熱能，但新能源發電存在受環境影響、不穩定、易斷等缺點。在此，研究了太陽能發電和風力發電的界限以及同時設置的可能性。

關鍵詞：新能源并網;電能質量;影響

引言

當前，我國傳統的能源結構已經無法滿足當前可持續發展的要求，而新能源的開發與利用成為當前能源戰略目標的首要任務。以太陽能、風能資源為例，應用先進的技術，能夠實現太陽能、風能向電能資源的轉化，進而滿足用電需求，實現電力網絡的快速發展。新能源并網雖然實現了能源多元化，但是，對電力系統中的電能質量產生了一定的影響，因此，必須要采取必要的優化措施，提高新能源并網的應用效果。

1新能源并網對電能質量影響的具體表現

1.1對電壓的影響

光伏發電利用太陽輻射的光能和熱能發電，易受到光照和溫度等因素的影響。在不同的時間不同的地點，由于光照和溫度不同，導致發電功率發生較大變化，引起電壓的改變。風力發電是利用風力機組將風流動的動能轉化為電能，受風力條件影響較大。為了減少這種影響，一般將風力發電廠建立在風速較大相對穩定的地點。電壓產生波動和閃變的主要原因是輸出功率的影響。在電力系統中，新能源機組會在開啟、停止的運行過程中產生波動，電網同樣也容易產生閃變和波動。閃變和波動程度與電網的短路容量比有關，因此需選用合適的線路阻抗比，并且使用電能質量抑制器減少對電力系統的沖擊。

1.2對電能頻率的影響

電能頻率穩定是衡量電網安全平穩運行的一個重要指標。民用和工業用電有不同的頻率要求，是居民正常用電和安全生產的保障。頻率異常在電網的實際應用中并不多見，在發電機容量較低時，對電能頻率的影響較小。但是，在新能源機組大規模并網后，新能源的發電量比例大幅增加，電網中會出現頻率的變化，給電網的安全使用帶來隱患。以目前最廣泛使用的風力發電舉例，風電廠功率波動符合某一函數關系，很小的頻率改變都會對電網造成沖擊。如果機組穿透率為18%，那么最大頻率偏差會接近極限值。要想盡可能減少新能源發電機組發電對電網的沖擊，又要提高使用新能源發電的比重，必須重視風力發電和光伏發電本身的間歇性問題，合理調整，降低其對電網的不良影響。

1.3對電網諧波的影響

新能源發電站的運行會受到自身和外界的影響，易出現電壓電流諧波，影響電網的電能質量。由并網光伏發電特性可知，光照強度、陰影變化、浮云陰影問題都會導致發電功率的變化，會出現諧波污染和電壓波動的問題。此外，在新能源發電過程中，由于發電機組自身的原因也會產生一定的諧波畸變。為了實現直流電到交流電的轉換，光伏發電系統中會大量使用電子換流器，但這樣會產生電流諧波畸變。這些諧波電流的波形不穩定，電抗器和電容器本身的諧振規律會加重其畸變的程度。同樣，在風力發電系統中也存在電抗器和電容器，而電容和電抗的相互作用產生諧波畸變。以上這些原因導致的諧波電流電壓畸變，給電網的安全穩定運行帶來了隱患。

1.4對電網運行的影響

在新能源并網前，我國的電力系統是單電源模式。新能源作為電源接入電力系統后改變了這一現狀。新能源和常規能源的相互作用影響電網的穩定性。在新能源比重逐漸加大后，增大了電網發生故障的幾率，也增加了繼電器保護電路的難度，發生故障時無法準確快速地做出保護動作，甚至擴大故障范圍，所以必須改善電網架構。

2提升新能源并網電能質量的相關措施

2.1協調控制儲能與新能源

由于新能源并網后對電力系統電能質量產生了一定的影響，因此，為提高電能質量，有關部門與人員需要協調控制儲能與新能源。主要從以下方面來進行：①加強對儲能與大面積新能源發電整合、并網的管理與控制，在一些特殊的環節，需要做好相應的協調控制工作，積極在相關領域分散控制管理模式的推廣，保障新能源能夠發揮其應有的作用，實現電力網絡的多元化。②加大在專業儲能技術方面的投入，主要從加強新能源電網的管理著手，比如，積極推廣與應用新能源發電裝置，優化相關的發電裝置，升級風電與光電的爬坡率，避免新能源并網中相關的限制。

2.2無功電壓控制

新能源并網條件下，無功電壓控制的實施，能夠在一定程度上實現良好的電能質量控制。當前，我國電力系統的無功電壓管控方面，新能源并網逐步朝著分區域、分層次與就地平衡的趨勢發展。無功電壓相關裝置的管理上，相關部門需要結合電力系統電能質量的要求，科學進行無功裝置的選擇，保障多種無功設施能夠實現良好的協調與配合，避免各種設備之間存在功能的差異性，將多個環節點電壓控制在合理的范圍內，保障在整個新能源并網電力系統的運行過程中，這些無功裝置、設備設施能夠發揮其應有的作用，實現良好的無功電壓控制，提升電力系統運行的穩定性與安全性。在新能源并網電力系統無功電壓的控制上，需要從以下方面來進行：①無功電壓的管理與控制與功率計算之間存在著緊密聯系，相關人員需要結合二者之間的關系，采用相關的無功設施內部響應機制，發揮靜態與大容量調換設施的作用，將間歇性新能源場中的無功電壓加以科學管理，必要情況下，可以應用小幅波動的動態裝置，提升新能源并網電力系統運行的穩定性與可靠性。②將新能源場站群管理與無功電壓管理相結合，提高新能源并網電力系統的電能質量。

2.3電網調度控制

新能源并網作為當前電力系統完善的一個重要措施，逐步成為電力系統優化的重要途徑。但是，由于新能源并網會對原有電力系統的電能質量產生一定的影響，因此，要最大程度上減小這種影響，相關部門必須要結合新能源并網電力系統運行的具體情況，加強對電網調度的控制，尤其是要加強在并網流程方面的管理與控制，使得在電力系統的運行過程中，能夠充分應用系統性的電網調度，提高新能源發電的效益。在電網調度的管理與控制方面，相關部門與人員需要保障所有的設備設施處于正常的運行狀態下，使得各種設備可以在電力系統內，發揮其應有的作用。當前，在新能源并網電力系統的電網調度控制方面，有關電力企業逐步應用了聯絡線頻率偏差掌控技術，該種技術的應用，大大提升了新能源并網電力網絡的穩定運行。

2.4加強電能質量控制，完善相關的技術標準

新能源并網電力系統的運行中，存在著諸多的干擾因素，這些干擾因素的存在，嚴重降低了電能質量。因此，相關人員在日常的工作中，需要加強對相關干擾因素的分析，在新能源并網系統內，嚴格對這些干擾因素的控制，保障電網系統能夠得到最為有效的控制與管理。具體來說，在電能質量的控制、技術標準的完善上，主要從以下方面來進行：①電壓閃變與波動的控制上，需要結合電能質量的要求，在電力系統中，安裝相應的電力濾波設備與裝置，這些設備的應用，在并網系統內，能夠在一定程度上引發電壓的浮動，隨后借助于相應的動態電壓恢復裝置，使得電網系統能夠維持其正常的運行狀態。②諧波的控制上，可以應用靜止無功補償設備的應用來實現。

結語

隨著全球能源結構的調整，以太陽能、風能、潮汐能為代表的新能源受到人們的高度重視，部分地區已實現替代傳統能源供應的局面。當前，我國新能源技術領域還處于發展階段，在實際技術應用中還存在一些問題，制約了行業的正常發展。

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